[其他]精密心軸組件

在審

• 申請號: 101986000000281
• 申請日: 1986-01-15
• 公開（公告）號: CN1003956B
• 公開（公告）日: 1989-04-19
• 發明（設計）人: 萊爾·里克·塔夫蒂
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 顏承根

一種心軸組件、其軸上至少有兩個軸向隔開的可膨脹軸段。可膨脹軸段用來將心軸耦合到具有內座圈的軸承組件。可膨脹軸段彈性地及均勻地膨脹并與內座圈有保持力的接觸，以便對心軸組件提供徑向及軸向支承。

本發明涉及精密心軸組件，并特別涉及耦合到軸承組件的心軸。

數據盤驅動裝置的心軸組件裝有數據盤并以與讀寫數據相容的相當高速度旋轉數據盤，以減小存取數據的時間。由于數據軌道密度及線性位密度日益增加，要求精密心軸組件能精確地旋轉數據盤。當這些數據密度繼續增大時，以可重復的徑向擺動的大小來測量的心軸性能特別重要。如果擺動量大則當數據盤旋轉時，數據讀寫頭需要隨著數據軌道的變動在徑向上運動。使該頭隨數據軌道作徑向運動變得非常復雜是因為數據密度越大則要求的精度越高。造成擺動的最大因素之一是心軸的外徑與軸承組件的內座圈之間存在間隙。

減小擺動的已有方法包括在軸承組件與軸之間使用壓入配合，使用填隙片或當在精密安裝中定向時使用粘合劑將軸承粘接到軸上。然后使數據盤格式化。進一步減少擺動的努力包括選配技術如使用匹配成對的軸承組件。這些程序是昂貴且費時的。

在英國專利548，690號、美國專利3，776，651號（發明人彼得等），及美國專利608，178號、（發明人科恩）中，可以看到將套筒膨脹以便分別卡緊工件、輪轂及軌道。在發明人為福勒的美國專利3，670，315號中將裝在心軸上的可脹的夾套脹開以便將存貯盤總承安裝到心軸 用膨脹技術將心軸固定到軸承組件的內座圈〈＆＆〉未為人們所知。

精密心軸組件有一心軸配置在兩個隔得較遠的軸承組件之間。心軸的直徑略小于軸承組件內座圈的直徑，心軸上的徑向可脹的軸段位于裝配時心軸與軸承組件的內座圈的接觸處。心軸的可脹的軸段在其彈性范圍內均勻地脹開并與軸承組件的內座圈作摩擦接觸。心軸均勻而可重復的膨脹實際上可使由于心軸和內座圈連接所〈＆＆〉生的徑向可重復擺動量為零。

心軸的可脹的軸段是軸上通孔的一部分，且其形狀為圓錐形。可脹的軸段最好與心軸的外表面及從孔向外向著心軸的各端的開口同心。利用固定螺釘將球面如一個便宜的滾珠軸承壓入圓錐段，該固定螺釘的螺紋部與位于孔的每一端的孔內帶螺紋部分相嚙合。每個固定螺釘有一個平面作用在球上，以便使從螺釘傳給球的旋轉力變得最小。將球壓入圓錐段使得心軸均勻地膨脹與軸承組件的內座圈相接觸。加到固定螺釘上的力矩足以在脹開的心軸及軸承組件的內座圈之間產生軸向及徑向保持力。這些保持力全都是將心軸保持在軸承總承內所要的位置上所需要的。

在一最佳的實施例中，將數據盤耦合到心軸組件上。然而將心軸組件經心軸的可脹的軸段耦合到軸承組件。因為心軸圍繞其旋轉軸均勻膨漲，且由軸和內座圈連接所引起的徑向擺動量實際為零，故在心軸組件裝進軸承組件前進行數據盤的格式化及平衡。將軸承組件耦合到底座鑄件上，其上裝有讀寫頭，用于格式化活動，格式化活動迄今是制造數據盤驅動期間最費時的任務，因為讀寫頭及使該頭運動的臂要適合于顧客使用，但是在生產上用時只有快速才能實用。在心軸組件裝入底座鑄件內之前，平行于主生產線使用較快速的寫入裝置使心軸組件上的數據盤格式化，則數據盤驅動裝置的制造時間可大為縮短，且是生產線的生產能力增加。

除去使徑向可重復的擺動大為減少的優點之外，通過消除因心軸固裝到軸承上所產生的不平衡，心軸的均勻且可重復的膨脹可減少心軸組件中的旋轉不平衡，軸膨脹的均勻性保證了旋轉軸與心軸上脹開的外表面同心。故當檢查步驟較容易時，在心軸組件裝入底座鑄件內之前要采取措施減小振動如使數據盤平衡。

由于心軸膨脹所帶來的另一優點是可去掉在軸承組件中起作用的軸承偏置彈簧。在軸承組件的外座圈之間放有圓柱形隔圈和在內座圈上加有預加載力。然后使可脹的軸段膨脹與軸承組件的內座圈成有保持力的接觸，不用彈簧就可有效地在軸承組件中起作用。

附圖是軸承組件上精密心軸的垂直軸向剖面圖，上述心軸的在軸向隔開的可脹的軸段與軸承組件相連。